无链式水助力自行车的制作方法

本发明涉及一种无链式水助力自行车。

背景技术：

自行车又称单车，通常指两轮的小型路上车辆。自行车是人类发明的最成功的人力机械之一，其产业化已经有一百多年的历史，曾是上世纪占比重最大的交通工具。另一方面，汽车作为第二次工业革命的标志性产物之一，其产业从上世纪八十年代开始得到了迅猛的发展，并逐渐替代自行车发展成为人们主要的交通工具。

但随着人们环保意识的增强，又开始有越来越多的人选择自行车出行以减少对环境的污染，同时又可以达到运动、健身的目的。二者相比，汽车通常以汽油发动机作为动力源，具有高速的运动特征，但会向大气排放污染气体，且价格昂贵；自行车以人踩脚踏板为动力源，绿色环保价格低廉，但因消耗骑行者过多的体力，不宜长时骑行。

技术实现要素：

针对现有汽油发动机汽车以及人力自行车的不足，提供一种无链式水助力自行车。

本发明的技术方案是：

无链式水助力自行车，包括：

运动装置：包括前车轮、后车轮、制动装置；

车体支架：包括前轮支撑支架、倒三角支架、后轮支撑支架、座椅支架、导向车把；

驱动装置：包括脚踏板；

所述前轮支撑支架固定前车轮；所述后轮支撑支架固定后车轮；所述倒三角支架连接前轮支撑支架与后轮支撑支架；所述座椅支架安装在倒三角支架与后轮支撑支架的连接处；所述导向车把安装在前轮支撑支架与倒三角支架的连接处；

所述驱动装置还包括：主动水压机、被动水压机、主动输液管、被动输液管、储液管；

所述脚踏板安装在主动水压机两侧；所述主动水压机安装在倒三角支架底部；所述被动水压机安装在后轮支撑支架底部，与后车轮同轴相连；所述主动输液管和被动输液管两端均分别连接主动水压机与被动水压机；所述储液管位于被动输液管的管路中，且储液管设有注液口。

所述的无链式水助力自行车，还包括：

传感装置：安装在导向车把上，朝向骑行者面部；

发电装置：行驶过程中通过前车轮的转动使其发电，为传感装置供电。

所述传感装置包括控制模块、环境传感器、运动传感器和人机交互模块；所述控制模块与环境传感器、运动传感器和人机交互模块相连。

所述环境传感器包括温度传感器、湿度传感器、pm2.5传感器、光照传感器和led照明灯；

所述运动传感器包括方向传感器、速度传感器、gps定位器。

所述发电装置包括：发电花鼓和锂电池；

发电花鼓安装在前车轮的车轴上，所述锂电池安装在倒三角支架内，分别与传感装置和发电花鼓电相连。

所述主动水压机包括三连接主动曲轴、三根主动连杆、三个主动活塞、三个主动水压活塞缸；所述脚踏板与三连接主动曲轴两端相连，用于脚踏动力输入；所述三个主动活塞分别嵌套在三个主动水压活塞缸内部；所述三个主动水压活塞缸两两呈120度夹角固定；所述三根主动连杆末端与三连接主动曲轴相连，顶端与三个主动活塞相连，当三连接主动曲轴在人力脚踏作用下转动时带动主动活塞在主动水压活塞缸内滑动以产生水压；每个主动水压活塞缸都有一个高压出水口和一个低压进水口，分别通过主动输液管和被动输液管与同结构的被动水压机的三个被动水压活塞缸的一个高压进水口和一个低压出水口相连；高压出水口处安装出水单向阀。

所述被动水压机包括三连接被动曲轴、三根被动连杆、三个被动活塞、三个被动水压活塞缸；所述三连接被动曲轴与后车轮同轴相连，用于骑行动力输出；所述三个被动活塞分别嵌套在三个被动水压活塞缸内部；所述三个被动水压活塞缸两两呈120度夹角固定；所述三根被动连杆末端与三连接被动曲轴相连，顶端与三个被动活塞相连，用于将被动水压活塞缸受到的压力传导至三连接被动曲轴从而带动后车轮旋转；每个被动水压活塞缸都有一个高压进水口和一个低压出水口，分别通过主动输液管和被动输液管与同结构的主动水压机的三个主动水压活塞缸的一个高压出水口和一个低压进水口相连；低压出水口处安装出水单向阀。

所述被动水压活塞缸的直径是主动水压活塞缸的直径2倍，人踩脚踏板施力作用到三连杆主动曲轴上的力传递到三连接被动曲轴上时增大到4倍。

所述的无链式水助力自行车的工作方法，包括：

人力踩蹬脚踏板使之转动，并驱动同轴的主动水压机的三连杆主动曲轴转动，在三根主动连杆的力传导作用下，三个主动活塞分别在三个主动水压活塞缸内依次进行往复运动；

当主动活塞进程运动时，挤压液体使主动水压活塞缸内产生高压，并通过高压出水口推出液体，经由主动输液管至相连接的被动水压机的高压进水口进入到被动水压机的被动水压活塞缸，被动水压机的三个被动水压活塞缸内受到由其高压进水口注入液体产生的压力，推压三个被动活塞在被动水压活塞缸内进行回程运动，并通过三根被动连杆带动三连接被动曲轴转动，进而驱动同轴的后车轮转动；

当主动活塞回程运动时，抽拉液体使主动水压活塞缸内产生低压，并通过低压进水口吸入液体，经由被动输液管至相连接的被动水压机的低压出水口将被动水压活塞缸内液体抽出，被动水压机的三个被动水压活塞缸内受到由其低压出水口排除液体产生的负压，拉动三个被动活塞在被动水压活塞缸内进行进程运动，并通过三根被动连杆带动三连接被动曲轴转动，进而驱动同轴的后车轮继续转动；

连续踩蹬脚踏板，即通过主动水压机的三连接主动曲轴带动主动活塞连续往复运动，进而使后车轮不断转动驱动自行车行驶。

有益效果

本发明提供一种无链式水助力自行车，其解决的技术问题是现有自行车长时骑行费力而汽车耗油污染环境，通过模拟汽车发动机工作原理以及千斤顶原理，结合自行车机械结构框架，以水作为动力传输介质，替代传统自行车的链条式传动装置，利用小径主动水压机和大径被动水压机的液体等压强传输作用，可以达到省力高效、绿色出行、健康环保的目的。此外，借助丰富的传感器模块和人机交互功能，无链式水助力自行车可以直观便捷地提供实时的环境指标和运动参数，为人们带来全新的骑行体验。

附图说明

图1是本发明所述无链式水助力自行车的主视结构示意图；

图2是本发明所述无链式水助力自行车的俯视结构示意图；

图3是本发明所述无链式水助力自行车的驱动装置连接结构示意图；

图4是本发明所述无链式水助力自行车的驱动装置的工作原理示意图；

图5是本发明所述无链式水助力自行车的传感装置与发电装置的连接框图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

一种无链式水助力自行车，如图1～2所示，包括：

运动装置：包括前车轮1、后车轮2、制动装置3；

车体支架：包括前轮支撑支架4、倒三角支架5、后轮支撑支架6、座椅支架7、导向车把8；

驱动装置：包括脚踏板9；

所述前轮支撑支架4固定前车轮1；所述后轮支撑支架6固定后车轮2；所述倒三角支架5连接前轮支撑支架4与后轮支撑支架6；所述座椅支架7安装在倒三角支架5与后轮支撑支架6的连接处；所述导向车把8安装在前轮支撑支架4与倒三角支架5的连接处。

所述驱动装置还包括：主动水压机10、被动水压机11、主动输液管12、被动输液管13、储液管14；

如图3～4所示，所述脚踏板9安装在主动水压机10两侧；所述主动水压机10安装在倒三角支架5底部；所述被动水压机11安装在后轮支撑支架6底部，与后车轮2同轴相连；所述主动输液管12和被动输液管13两端均分别连接主动水压机10与被动水压机11；所述储液管14位于被动输液管13的管路的中部，且储液管14上方设有注液口18，用于注入液体。

所述无链式水助力自行车还包括：

传感装置15：安装在导向车把8上，朝向骑行者面部；所述传感装置15包括控制模块、环境传感器、运动传感器和人机交互模块；所述控制模块与环境传感器、运动传感器和人机交互模块相连。所述环境传感器包括温度传感器、湿度传感器、pm2.5传感器、光照传感器和led照明灯，所述运动传感器包括方向传感器、速度传感器、gps定位器，采集到的骑行者所处环境的温度、湿度、pm2.5值、光照强度、骑行方向、骑行速度、位置信息均传输到控制模块，骑行者可以通过人机交互模块选择性的获取并显示上述传感器所采集骑行过程中的实时数据信息，led照明灯在骑行过程中为骑行者照明。

发电装置：行驶过程中通过前车轮1的转动使其发电，为传感装置15供电。所述发电装置包括：发电花鼓16和锂电池17；发电花鼓16安装在前车轮1的车轴33上，所述锂电池17安装在倒三角支架5内，分别与传感装置15和发电花鼓16电相连，前车轮1的转动使发电花鼓16发电，并将电能储存到锂电池17中为传感装置15供电，如图5所示。

所述主动水压机10包括三连接主动曲轴19、三根主动连杆20、三个主动活塞21、三个主动水压活塞缸22；所述脚踏板9与三连接主动曲轴19两端相连，用于脚踏动力输入；所述三个主动活塞21分别嵌套在三个主动水压活塞缸22内部；所述三个主动水压活塞缸22两两呈120度夹角固定；所述三根主动连杆20末端与三连接主动曲轴19相连，顶端与三个主动活塞21相连，当三连接主动曲轴19在人力脚踏作用下转动时带动主动活塞21在主动水压活塞缸22内滑动以产生水压；每个主动水压活塞缸22都有一个高压出水口23和一个低压进水口24，分别通过主动输液管12和被动输液管13与同结构的被动水压机11的三个被动水压活塞缸29的一个高压进水口30和一个低压出水口31相连；高压出水口23处安装出水单向阀25。

所述被动水压机11包括三连接被动曲轴26、三根被动连杆27、三个被动活塞28、三个被动水压活塞缸29；所述三连接被动曲轴26与后车轮2同轴相连，用于骑行动力输出；所述三个被动活塞28分别嵌套在三个被动水压活塞缸29内部；所述三个被动水压活塞缸29两两呈120度夹角固定；所述三根被动连杆27末端与三连接被动曲轴26相连，顶端与三个被动活塞28相连，用于将被动水压活塞缸29受到的压力传导至三连接被动曲轴26从而带动后车轮2旋转；每个被动水压活塞缸29都有一个高压进水口30和一个低压出水口31，分别通过主动输液管12和被动输液管13与同结构的主动水压机10的三个主动水压活塞缸22的一个高压出水口23和一个低压进水口24相连；低压出水口31处安装出水单向阀32。

所述被动水压活塞缸29的直径是主动水压活塞缸22的直径2倍，人踩脚踏板施力作用到三连杆主动曲轴19上的力f传递到三连接被动曲轴26上时增大到4倍即4f。

所述的无链式水助力自行车的工作方法，包括：

人力踩蹬脚踏板9使之转动，并驱动同轴的主动水压机10的三连杆主动曲轴19转动，在三根主动连杆20的力传导作用下，三个主动活塞21分别在三个主动水压活塞缸22内依次进行往复运动；

当主动活塞21进程运动时，挤压液体使主动水压活塞缸22内产生高压，并通过高压出水口23推出液体，经由主动输液管12至相连接的被动水压机11的高压进水口30进入到被动水压机11的被动水压活塞缸29，被动水压机11的三个被动水压活塞缸29内受到由其高压进水口30注入液体产生的压力，推压三个被动活塞28在被动水压活塞缸29内进行回程运动，并通过三根被动连杆27带动三连接被动曲轴26转动，进而驱动同轴的后车轮2转动；

当主动活塞21回程运动时，抽拉液体使主动水压活塞缸22内产生低压，并通过低压进水口24吸入液体，经由被动输液管13至相连接的被动水压机11的低压出水口31将被动水压活塞缸29内液体抽出，被动水压机11的三个被动水压活塞缸29内受到由其低压出水口31排除液体产生的负压，拉动三个被动活塞28在被动水压活塞缸29内进行进程运动，并通过三根被动连杆27带动三连接被动曲轴26转动，进而驱动同轴的后车轮2继续转动；

连续踩蹬脚踏板9，即通过主动水压机10的三连接主动曲轴19带动主动活塞21连续往复运动，进而使后车轮2不断转动驱动自行车行驶。